Ugrás a tartalomhoz

Komposztálás, biogáztermelés

Dr. Kocsis István (2011)

Szent István Egyetem

7. fejezet - Komposztálási technológiák

7. fejezet - Komposztálási technológiák

Bevezetés

A komposztálás régóta alkalmazott és jól ismert hulladékkezelési eljárás, amelyet elsősorban jól bontható mezőgazdasági és egyéb hulladékok esetében, majd a szilárd település hulladékok problémakörének megjelenésekor előszeretettel alkalmaztak városi szemét, városi szemét és szennyvíziszap együttes komposztálására.

Ennek megfelelően rendkívül bonyolult üzemek létesültek a szerves-szervetlen alkotók kiválasztására, nagyvárosok hulladékkezelési gondjainak ilyen módon történő megoldására.

A termék (komposzt) minősége egy megszabott érték, mely megszabja a termék értékesíthetőségét és elhelyezhetőségét (visszaforgatását). Mivel a települési szilárd hulladék összetétele a komposztálás szempontjából kedvezőtlen alakult (pl. szervetlen alkotók növekedése), ezért ma már inkább az inert (nem bontható) anyagot nem tartalmazó szerves hulladékok kezelésénél van jelentősége.

Ugyanakkor a komposztálás – mivel a természetben lejátszódó (spontán) folyamatokat alkalmazza – ökológiailag kedvezőbb más megoldásoknál. Ezért napjainkban a komposztálás, mint hulladékkezelési eljárás „reneszánszát” éli.

Hazánkban kiépültek a környezetvédelmi előírásoknak műszakilag megfelelő hulladék-lerakó telepek. Ezek átlagosan 50 km-es távolságról gyűjtik be a hulladékot. Szerves hulladék is beszállítódik a telepre. Ezeken a lerakókon többségében komposztálás is történik nagyüzemi módon. Önálló nagyüzemi komposztáló telepek is létesültek, különösen városok közelében.

A komposztálásnak többféle technológiája ismert. Hazánkban a nagyüzemi komposztálás alapvetően kétféle eljárással dolgozik: az aktív levegőztető rendszerrel, valamint a forgatásos prizmás technológiával. A kétféle technológia munkaműveleteinek elsajátítása fontos, mivel ezáltal aktív résztvevőivé válhatnak a szerves anyag átalakításának.

A komposztálási technológiák

  • prizmás és

  • aktív levegőztetett.

Komposztáló rendszerek

Nem reaktoros rendszerek

  • Forgatott prizmás: átkeverés történik, levegőztetés és hőmérséklet kontrollálható.

  • Statikus prizmás (halmos): nincs átkeverés, inhomogenitások, anaerob zónák, lassú.

Reaktoros rendszerek

  • Függőleges/vízszintes anyagáram, döntött tengely, melegítés, levegőztetés (fúvás-szívás), a bomlási folyamatok gyorsulnak.

  • Bio-oxidáció kb. 20 nap (rendszertől függ).

  • Érlelés: prizmákban, minimum 30 nap.

  • Hőmérséklet alakulása a következőktől függ:

    • alapanyag fűtőértéke,

    • levegőztetés,

    • víztartalom (mineralizációban víz is keletkezik, a párolgása hőt von el!),

    • prizma mérete.

A komposztálás műveletei

A területre beérkező hulladékok átvételekor ellenőrzik, hogy a hulladék típusa, minősége (összetétele) megfelel-e az előírásoknak és azonosítható-e a beszállított hulladék és annak mennyisége. A beérkező hulladékok és a kimenő szállítmányok tömegének mérése hídmérleggel történik.

Első lépésben a komposztálásra alkalmas szilárd, szerves anyagok kézi válogatása történik, a nagyobb darabos, nem komposztálható hulladékok közül.

Az átválogatott anyag a félig nyitott komposztáló előkezelő téren előtárolásra kerül, majd aprítógéppel a megfelelő méretűre darabolják.

A hulladékok komposztálása több, egymáshoz kapcsolódó műveletből ál, melyek a komposztüzem felépítésétől függően változnak.

A 28. ábrán látható egy egyszerű – helyszínen telepített berendezés – főbb műveletei.

28. ábra. Egy komposztáló üzem működési elve

A 29. ábrán egy összetettebb, szemét-szennyvíziszap együttes komposztálást megvalósító berendezés műveletei szemlélhetők.

29. ábra. Az együttes komposztálás általános technológiai folyamata

A komposztálási technológiák több lényeges műveletből épülnek fel, melyek – a sokszámú variációs lehetőség mellett – az alábbi egységekre bonthatók:

  • beszállítás,

  • nyersanyagok előkészítése (aprítás),

  • keverés,

  • az érlelés,

  • az értékesítésre való előkészítés (utóaprítás, rostálás, szükség szerinti utóérlelés).

A korszerű komposzt üzemeknél a beszállítást követően a rostálás, illetve az őrlés aprítás műveletei jelentkeznek először (30. ábra). Természetesen ezek a berendezések mind stabil formában is telepíthetők és üzemeltethetők.

30. ábra. Aprító-őrlő berendezés szállítószalaggal

A rostáló-berendezések nagy áteresztő képességgel kell, hogy rendelkezzenek. Az előaprításhoz gyakorlatilag bármilyen 3-25 mm lyukátmérőjű rosta típust lehet alkalmazni. A felaprított anyagok utórostálására tetszőlegesen alkalmaznak dob, vagy rácsrostákat (31. ábra).

31. ábra. Rostal V-3000 elektromos dobrostagép komposztáláshoz

32. ábra. Dobrosta

A háztartási hulladékból készült komposztokban nem kívánatosak a vasrészek, ezért vasleválasztásra különböző kialakítású, folyamatos mágneseket alkalmaznak.

A komposztálás előkészítése során alkalmazott főbb aprító típusok a következők:

  • kalapácsos aprítók (33. ábra),

  • ütőaprítók,

  • késes aprítók,

  • hengeres törőberendezések,

  • kaszkád (lépcsős) aprítók.

33. ábra. Kalapácsos aprítók

34. ábra. JENZ típusú nagyteljesítményű mobil aprítógép

35. ábra. Aprítógép munka közben

A hulladékfeldolgozásnál a kaszkád aprítók bevezetése lényeges újdonságot jelentett az utóbbi években.

A korszerű komposztüzemek a szennyvíztisztító telepek iszapját is feldolgozzák. A szilárd és iszaphulladék homogenizálása érdekében keverő berendezéseket alkalmaznak. A legtöbb helyen ún. dobos hengeres keverőket üzemeltetnek. Ezeket gyűjtőnéven Dano-Bio-stabilizátornak is nevezik.

A komposztminőség érdekében szükséges az ún. kemény anyagok (üveg) kiválasztása. A keményanyag kiválasztó berendezések zöme a ballisztikán alapul, illetőleg fajsúlyúk, a hulladék különböző szemcseméret, alakja, fajsúlya játszik szerepet.

A komposztálás folyamatai

A telep területére érkező kommunális, ipari és privát eredetű bio- és zöldhulladék lerakása előtt meg kell határozni annak tömegét (ez méréssel történik). A hulladék eredetéről minden adatot rögzíteni szükséges, ez általában számítógépes rendszer segítségével történik a jobb ellenőrizhetőség miatt.

A meghatározott jármű csak ezután haladhat tovább az előkezelő területre, ahol a telepen dolgozók az előre meghatározott helyre ideiglenesen elhelyezik a zöldhulladékot.

A meghatározott rögzítési paraméterek a következők:

  • hulladék megnevezése;

  • pontos mennyiség;

  • hulladékkatalógus szerinti azonosítókód;

  • idegenanyag- tartalom (%-ban meghatározva);

  • aprítást igényel-e;

  • egyéb előkezelési igény;

  • származási hely;

  • beszállító neve, címe.

Előkészítés

A szilárd burkolatú előtárolóba beszállított nagy mennyiségű zöldhulladékot szét kell válogatni, mivel a különböző anyagoknak más lehet a lebomlási ideje. A nagyobb méretű aprítást igénylő szerves anyagokat még a prizma felrakása előtt megfelelő méretű egységekre kell aprítani, majd az egyéb zöldhulladékkal összekeverve egy homogén alapú keveréket kell készíteni.

Ezt a keveréket homlokrakodó illetve trágyaszóróval tudjuk előállítani, melynek során a rétegeket oly módon helyezzük egymásra, hogy annak méreti, illetve nedvességi egységeire kell a legjobban ügyelnünk.

Nedvesség meghatározás menete

Tehát a keverék megfelelő nedvességtartalmának kialakítása döntő fontosságú a komposztálási folyamatban. Az optimális nedvességtartalmat az úgynevezett marokpróbával lehet legegyszerűbben meghatározni.

Megfelelő védőfelszerelésben mintát kell venni a homogén komposztált anyagból. Marokpróba során a nedvesített komposztálandó anyagot összenyomjuk, ha nem csordul ki víz, akkor elegendő a nedvességtartalom a komposztáláshoz. Ha eközben víz távozik az ujjak között, akkor a komposzt minta túl nedves; ha pedig a kéz szétnyitása után szétesik az anyag, akkor túl száraz. A nedvességtartalom akkor megfelelő, ha az anyag összeáll, és nem csöpög belőle nedvesség

A prizma felhelyezése

A komposztáló térben legalul helyezkedik el a levegőztető csőrendszer. Egy 8 méter széles prizma esetén két sorban helyezkedik el a lefektetett csővezeték, közöttük kb. 2,5 méter távolság van, így biztosítva a komposztálandó anyagok megfelelő aerob körülmények közötti érlelését.

A levegőztető csövek elhelyezése után a gégecsövek felszerelése történik, amelyek a ventillátor és a levegőztető csövek közötti kapcsolatot valósítják meg.

Az összeszerelés után kezdődhet a komposztálandó nyersanyagok felrakása a levegőztető csövekre. A lyukak esetleges eltömődésének elkerülése érdekében a legalsó rétegben kb. 30 cm vastagságban lazább szerkezetű anyagot helyeznek ki. A zöldhulladék azonnali levegőztetése fontos, mivel a lerakást követően anaerob körülmények között azonnal beinduló rohadási folyamatokat el kell kerülni.

Tehát a prizma felrakása során a ventillátort folyamatosan üzemeltetni szükséges. A régezett nyersanyagokat homlokrakodóval rakjuk prizmára, így megtörténik a különböző anyagok összekeveredése is, és így homogén kiindulási anyagot kapunk. A felrakásnál ügyelni kell a gégecsövekre, mert a levegőztető csöveket ki kell húzni a prizmából a komposztálás befejezését követően, ehhez a gégecsövek és a levegőztető csövek kapcsolatát meg kell szüntetni.

Szondák elhelyezése

A prizma felrakásának befejezése után következik a levegőztető berendezés irányításához szükséges hőmérséklettartalmat mérő szondák helyezése. A hőmérőszondát merőlegesen helyezzük az anyagba. Ehhez kapcsolódik vezetékek segítségével a kültéri irányítástechnikai doboz. A szondák helyzetét az érés közben bekövetkező térfogatcsökkenés miatt folyamatos felügyelet alatt kell tartani, mivel a szonda akár helytelen adatokat is közölhet az irányítástechnikai rendszerrel.

A hőmérsékletmérő szonda: IP65-ös kisfeszültségű csatlakozóval csatlakozik a kültéri doboz megfelelő pontjához. A szondák lehetőség szerint árnyékos helyre kerüljenek, 60 perc elteltével a kihelyezést követően megfelelő hőfokra kell kalibrálni.

A prizma lefedése

A felrakott és szondával ellátott prizmákat a háromrétegű GORE-TEX membrántakaróval fedjük le. A takarás történhet csévélőgép segítségével, illetve manuálisan is. Rögzítése nagyon sokféle lehet (gumiabroncsokkal, vízzel töltött tömlőkkel, homokzsákokkal stb.).

Takarást követően történik a hőmérsékletmérő szondák adataival történő levegőztető rendszer bekapcsolása, illetve kalibrálása. A takaróanyag folyamatos ellenőrzése is szükséges, mivel a megfeszített membrán a prizma térfogatcsökkenésnek köszönhetően meglazulhat, ennek hatására csapadékvíz jut, illetve távozhat a prizmából.

Az érés folyamata

A négy hétből álló intenzív érlelés időtartama alatt a levegőztetés a beállított hőmérsékletre, vagy nyersanyagra vonatkozó határértékek szabályozása alapján történik. A prizmák nedvességtartalmának szabályozása és az anyag átforgatása a komposztálás intenzív szakasza alatt nem szükséges.

A számítógép folyamatosan üzemkész állapotban van, és minden adatot regisztrál, ami a prizma változásaival kapcsolatos. A mért adatokat rendszeres időközönként le kell menteni.